Академик Олег Фиговский.
Академик Олег Фиговский
Наука и техника в мире развивается семимильными шагами и дарит нам
постоянно свои новые достижения, создаваемые по всему миру. Так ученые из
Университета Бен-Гуриона нашли новый способ борьбы с бактериями,
устойчивыми к антибиотикам. Ученые использовали молекулы, выделенные из
кораллов Эйлатского залива. Большинство инфекционных заболеваний, таких как
ангина, туберкулез и гнойные воспаления, вызываются скоплениями патогенных
бактерий. Эти бактерии формируют биопленки – плотные защитные слои, которые
затрудняют действие антибиотиков и иммунной системы.
Ученые исследовали более 120 видов бактерий, обитающих на кораллах
Эйлатского залива. В результате были выделены уникальные молекулы из группы
бисиндолов. Эти молекулы изменяют свойства патогенных бактерий и
препятствуют формированию биопленок. Эти молекулы не убивают бактерии, но
снижают их способность вызывать заболевания и делают их уязвимыми для
низких доз антибиотиков. Профессор Ариэль Кушмаро говорит: «Вместо того
чтобы уничтожать бактерии, мы нашли способ сделать их менее опасными и
более уязвимыми для антибиотиков. Это может стать переломным моментом в
борьбе с инфекциями, устойчивыми к антибиотикам».
Новое исследование Университета Тафтса выявило, что умеренное
потребление кофе с кофеином — 1-2 чашки в день — связано со снижением риска
смерти от всех причин на 14-17%. При этом польза напитка напрямую зависит
от количества добавленного сахара и насыщенных жиров: минимальное
их содержание усиливает положительный эффект, тогда как избыток этих добавок
сводит его на нет. Ученые проанализировали данные Национального
обследования здоровья и питания (NHANES), собранные с 1999 по 2018 год. Эту
информацию сопоставили с данными из Национального индекса смертности.
В исследование вошли 46 000 взрослых американцев старше 20 лет, которые
подробно рассказали о своём рационе за последние 24 часа.
Потребление кофе классифицировали по типу (с кофеином или без),
а также по содержанию добавленного сахара и насыщенных жиров. Низким
считалось менее 2,5 грамма сахара (примерно пол-ложки) и 1 грамм насыщенных
жиров (например, 5 столовых ложек 2% молока или 1 столовая ложка нежирных
сливок) на чашку. Затем эти данные сравнили с показателями общей смертности,
а также смертности от рака и сердечно-сосудистых заболеваний. Исследование
показало, что употребление хотя бы одной чашки кофе в день связано
со снижением общего риска смертности на 16%. Если пить 2-3 чашки в день, этот
показатель увеличивается до 17%. Черный кофе и кофе с низким содержанием
добавленного сахара и насыщенных жиров были связаны с уменьшением риска
смертности от всех причин на 14% по сравнению с отсутствием потребления кофе.
Однако, если потребление кофе превышало три чашки в день,
дополнительного снижения риска не наблюдалось. Более того, связь между кофе
и снижением риска смерти от сердечно-сосудистых заболеваний ослабевала при
употреблении более трех чашек. Никакой значимой связи между потреблением
кофе и смертностью от рака выявлено не было. До сих пор было проведено
немного исследований, изучающих, как добавки к кофе влияют на его связь
с риском смертности. Эта работа стала одной из первых, которая количественно
оценила объёмы добавляемых подсластителей и насыщенных жиров.
Её результаты показывают, что избыток сахара и насыщенных жиров может
нивелировать потенциальную пользу кофе для снижения смертности.
Ученые нашли белок, который восстанавливает старые мышцы и кости.
Новый биомаркер участвует в механизме получения пользы от физических
упражнений, показатели эксперименты. Исследование также объясняет, почему
с возрастом люди получают меньший эффект от спорта. Теперь благодаря этим
выводам ученые получили возможность создать новые препараты для лечения
таких заболеваний, как саркопения и остеопороз. Открытие принадлежит ученым
из Корейского научно-исследовательского института биологии и биотехнологий,
которые обнаружили ключевую роль белка CLCF1 в старении ткани мышц
и костей, пишет News Medical. Оказалось, что CLCF1 вырабатывается во время
физической активности, подавляя старение опорно-двигательного аппарата.
Эксперименты проводили на моделях мышей. Ученые обнаружили, что
введение CLCF1 старым грызунам увеличивало их мышечную силу и плотность
костей, а блокировка белка, напротив, отменила полезный эффект от занятий.
Примечательно, что у молодых физическая нагрузка увеличивала выработку
CLCF1 уже после одного занятия, а у старых грызунов эффект достигался только
через 12 недель непрерывных физических упражнений. Дальнейший анализ
показал, что CLCF1 усиливает митохондриальную функцию в клетках мышц,
способствует дифференциации остеобластов (формирующих новую костную
ткань), а также подавляет образования остеокластов (разрушающих ткань).
«Это первое научное доказательство, определяющее изменения в секреции
белка как основную причину снижения эффективности упражнений по мере
старения», — заявили авторы. Результаты дают основу для создания препаратов
против различных возрастных заболеваний опорно-двигательного аппарата, таких
как саркопения и остеопороз. Ранее в другом исследовании ученые показали, что
качество мышц определяют риски деменции. Таким образом, профилактика
потери мышечной массы может иметь долгосрочные последствия для организма.
Международная группа ученых предложила экономически выгодный и в то
же время эффективный способ синтезировать материал, обычно сложный в
получении. Химики использовали доступные олово и серу, нагревая их
определенным образом, чтобы создать ультратонкую кристаллическую пленку с
уникальными свойствами. Моносульфид олова (SnS) и дисульфид олова (SnS2)
считаются перспективными в спин-долинной электронике. В отличие от привычных
полупроводниковых металлов, использующих только заряд электрона, новый
класс может пропускать поляризованный ток, несущий дополнительную
информацию, которая закодирована в квантовых свойствах электронов. Это, в
частности, спин электрона, то есть внутренний момент импульса, и долина —
энергетическая зона внутри кристалла.
Такой потенциал был бы полезен для создания компактных и безопасных
устройств для быстрой обработки большого объема данных или даже для
вживления в тело человека, а также фотодетекторов. Спинтронику (использующую
спин частицу), например, сегодня уже применяют на практике для увеличения
емкости жестких дисков. Кроме того, моносульфид олова проявляет такие
интересные свойства, как сегнетоэлектричество и напряжение сдвига, или
определенная сумма сил, которые вызывают деформацию материала в плоскости,
параллельной направлению напряжения. Использовать эти преимущества
непросто, поскольку исходные вещества могут «вести себя» непредсказуемо.
Международная группа ученых из Японии и Великобритании смогла
синтезировать монослой сульфида олова большой площади без сложного и
дорогого оборудования из порошков серы и олова. Чтобы контролировать
процесс, оба компонента нагревали определенным способом и выращивали
кристаллы на кремниевых подложках. Чтобы регулировать концентрацию паров,
сдвигали источник серы ближе или дальше от олова. Компьютерное
моделирование предсказало, что низкие уровни серы должен дать моносульфид,
а высокие — дисульфид олова. Это и подтвердили эксперименты. Затем внешние
слои испарялись, переходя из твердого состояния в газообразное и оставляя
тончайшую пленку толщиной до нескольких десятков микрометров.
Термодинамические расчеты подтвердили воспроизводимость роста кристаллов,
то есть возможность получать кристаллы с одинаковыми параметрами при
повторении процесса выращивания в тех же условиях.
Таким образом, ученые получили материал путем контролируемой
сублимации объемных кристаллов моносульфида олова, прямого превращения
твердого материала в пар без плавления после нагревания. Управляя
селективностью реакции, исследователи добились выделения нужного продукта в
нужном количестве. Предложенная ими технология открывает новые возможности
для создания более совершенных и эффективных электронных устройств на
основе высококачественного сульфида олова. Научная работа опубликована в
журнале Nano Letters.
В атмосфере Земли находится примерно 13 млн гигалитров воды,
и в некоторых регионах планеты больше питьевую воду взять неоткуда.
Международная команда ученых разработала наноматериал на основе графена,
способный вытягивать из атмосферы в три раза больше влаги, чем весит сам,
и быстрее, чем могут предложить существующие технологии. «Наша технология
найдет применение в любом регионе, где есть достаточная влажность,
но ограничен доступ к чистой питьевой воде», — заявил Ракеш Джоши, один
из руководителей научной группы.
В основе нового наноматериала хорошо известная форма оксида
графена — углеродная решетка толщиной в один атом c кислородсодержащими
группами. Оксид графена хорошо поглощает воду, связывая ее с поверхностью
материала. Кроме того, ученые добавили в оксид графена ионы кальция,
вещества, которое тоже обладает высокими свойствами адсорбции. Важная
характеристика материалов, которые эффективно поглощают воду, — прочные
водородные связи между водой и адсорбирующим материалом. Чем сильнее
такая связь, тем больше воды может впитать материал. Но когда кальций
соединяется с кислородом в оксиде графена, возникает синергия, в результате
чего прочность водородных связей между водой и кальцием становится еще
выше. Это неожиданное свойство стало одной из причин эффективности нового
материала.
Еще одно изменение улучшило способность оксида графена адсорбировать
воду: материал был изготовлен в форме легкого, но твердого аэрогеля. Поскольку
аэрогели пронизаны порами размером от микро до нанометров, у них огромная
площадь поверхности, что помогает им адсорбировать воду гораздо быстрее, чем
обычному оксиду графена. Вдобавок, аэрогель придает материалу свойства губки,
которые облегчают процесс выделения воды из мембраны. «Единственная
энергия, необходимая этой системе, — это небольшое количество, необходимое
для нагрева системы примерно до 50 градусов для высвобождения воды
из аэрогеля», — сказала Дарья Андреева, соавтор статьи. Открытие, сделанное
командой из Австралии, Великобритании и Сингапура, требует дальнейших
исследований и проверок.
Исследователи из Тайваня разработали гибкие и легкие перовскитные
фотоэлементы, эффективно преобразующие в электроэнергию как искусственный
свет, так и слабый солнечный свет, характерный для пасмурной погоды. При
стандартном уличном освещении их КПД составляет 12,7%, но в помещении
показатель резко возрастает до 38,7% благодаря оптимизированной ширине
запрещённой зоны. Эта технология открывает перспективы для создания
автономных источников энергии в любых условиях освещения.
Перовскитные солнечные элементы (PeSCs) — это более доступная
и эффективная замена привычным кремниевым солнечным батареям. Они
отличаются высоким коэффициентом преобразования энергии (PCE), то есть
способны преобразовывать в электричество значительную долю света, падающего
на ячейку. Благодаря этому PeSCs идеально подходят для выработки энергии
даже при слабом освещении. Предыдущие исследования показали, что такие
элементы могут по эффективности соперничать с традиционными кремниевыми
панелями, которые доминируют на рынке. Главное преимущество перовскитов
в том, что их можно делать тонкими, легкими, гибкими и даже полупрозрачными.
Кремниевые панели, в свою очередь, жесткие и тяжелые, поэтому их можно
устанавливать только на ровные и прочные поверхности.
Учёные из Национального университета Ян Мин Цзяо Тун представили
новые разработки в области перовскитных солнечных элементов. Чтобы создать
новую солнечную ячейку, исследователи изменили ширину запрещенной зоны
в составе перовскита. Проще говоря, это минимальная энергия, которая нужна
электронам, чтобы «перепрыгнуть» на более высокие энергетические уровни
и начать производить ток. Команда точно настроила соотношение молекул
в растворах, из которых формируются перовскитные слои солнечных элементов.
Благодаря этому они добились такой ширины запрещенной зоны, которая
позволяет их ячейкам поглощать свет даже в помещениях. Реализовать подобное
в кремниевых солнечных элементах невозможно.
Затем ученые протестировали свои перовскитные солнечные элементы.
При стандартном солнечном освещении (12 000 люкс) их эффективность
составила 12,7%. Это меньше, чем у лучших кремниевых панелей, которые
достигают 26%. Зато при слабом освещении — всего 2 000 люкс, как в обычном
офисе — перовскитные элементы показали впечатляющую эффективность 38,7%.
Такие солнечные элементы подходят для использования внутри помещений,
в пасмурную погоду или в любых других местах, где света не так много.
С их помощью можно заряжать небольшие гаджеты даже там, куда прямой
солнечный свет не попадает.
Команда физиков из Германии нашла новый способ создания мощных
и однородных магнитных полей с помощью компактных постоянных магнитов.
Преодолев ограничения так называемого массива Хальбаха, который работает
только с бесконечно длинными магнитами, они спроектировали трехмерные
магнитные конструкции для удобных в использовании установок конечного
размера. Инновация может найти применение в технологии МРТ, ускорителях
частиц и системах магнитной левитации. Однородные магнитные поля
на относительно большом пространстве создают посредством упорядоченного
расположения постоянных магнитов. Примером такой конструкции может быть так
называемая решетка Хальбаха. Однако этот подход основан
на идеализированном предположении, что очень длинные — в идеале бесконечно
длинные — магниты (линейные диполи) можно расположить по кругу, чтобы
в центре возникло однородное магнитное поле. На практике, с магнитами
конечной длины идеального состояния не достичь: напряженность поля внутри
круга в значительной степени варьируется в зависимости от положения магнита.
Таким образом, классическая геометрия Хальбаха не подходит для компактных,
практически реализуемых магнитных схем, когда целью является достижение
максимально сильного и/или максимально однородного магнитного поля.
Метод, который разработали и экспериментально подтвердили ученые
из Университета Байройта и и Университета Иоганна Гутенберга, описывает
оптимальное трехмерное расположение чрезвычайно компактных магнитов
с добавлением точечных диполей. Они изучили несколько вариантов оптимальных
геометрических конфигураций магнитов с интересными
свойствами, сообщает Science Daily. Теоретические формулы, которые физики
разработали для новых конфигураций, они затем подтвердили экспериментально.
Для этого они собрали массивы магнитов из 16 кубоидов FeNdB, стоящих
на напечатанных опорах. Полученные магнитные поля они измерили и сравнили
с теоретическими предсказаниями и убедились, что значения совпадают.
В китайских соцсетях появились снимки и видео, изображающие, по мнению
экспертов, HQ-29, новую систему ПРО, недостающее звено в противоракетной
обороне КНР. В клипе фигурирует подвижная пусковая установка с двумя трубами
диаметром около 1,5 м. Возможно, именно ее покажут и официально представят
в Пекине 3 сентября на параде, посвященном 80-й годовщине окончания Второй
мировой войны. Установка, заснятая по дороге в Пекин, очень похожа
на подвижную пусковую установку, замеченную на дорогах страны в марте.
По мнению военных обозревателей, это была новая ПРО HQ-29. Она должна
дополнить многослойную противоракетную оборону Китая, прикрыв верхний слой.
В соцсетях эта система описывается как «охотник за спутниками», способный
вести борьбу с баллистическими ракетами и спутниками на высоте свыше 500 км.
Стоящая на вооружении армии КНР система ПРО HQ-9 обеспечивает
оборону на конечном участке, в то время как HQ-19, представленная в 2022 и 2024
годах, осуществляет перехват на большой высоте с использованием кинетических
средств поражения. Для Китая было бы логично, пишет SCMP, укрепить
обороноспособность наземным перехватчиком, аналогичным американскому
Standard Missile-3 или системам Ground-based Midcourse Defense (GMD).
По словами военного комментатора и бывшего инструктора НОАК Сун Чжунпина,
HQ-29, вероятно, предназначен для перехвата баллистических ракет на среднем
участке траектории и для борьбы с угрозами за пределами атмосферы Земли.
«Это стратегический ответ Китая на высокоскоростные угрозы в космосе, включая
баллистические ракеты и низкоорбитальные спутники», — сказал он. Сун
подчеркнул, что установка с двумя трубчатыми направляющими предполагает
ракету со значительной кинетической энергией, скоростью и дальностью,
сопоставимую с американской GBI (Ground-Based Interceptor, наземная системая
перехвата) или с российской системой А-235 «Нудоль». Появление HQ-29
«ознаменует вступление Китая в элитный клуб стран с оперативными
возможностями перехвата за пределами атмосферы», отметил Сун.
Народно-освободительная армия Китая проводит в прибрежных водах
испытания новых барж класса «Шуйцяо» после доработки на верфи Гуанчжоу,
сообщают военные обозреватели КНР. Каждое судно-амфибия оснащено
самоподъемной платформой и рампой с механизированным мостом длиной 120
метров, что позволяет наводить переправу через непроходимую местность
и осуществлять высадку с военных кораблей на берег. Испытания барж проходят
на фоне возросшей активности НОАК. Военные эксперты Тайбэя, столицы
Тайваня, полагают, что прибрежные острова, скорее всего, станут первой целью
атаки сил КНР, и готовятся к ее отражению. По всей видимости, опасения
не беспочвенны, поскольку организованные НОАК учения по высадке морского
десанта с участием барж «Шуйцяо» проходили в 1,5 км от побережья провинции
Фуцзянь, при этом БМП ZBD-05 атаковали «пляжи» предполагаемого противника, .
Появление барж «Шуйцяо» в арсенале НОАК указывает на масштабную
модернизацию вооруженных сил КНР и увеличение военной мощи для проведения
операций в прибрежных регионах. Они открывают новые возможности высадки
по всему побережью Тайваня, особенно в недостаточно защищенных районах
и устьях рек. Их маневренность и гражданский облик усложняют оборонительную
стратегию и могут представлять асимметричную угрозу для Тайваня. Тогда как
китайские обозреватели утверждают, что основное назначение барж «Шуйцяо» —
оперативная ликвидация последствий стихийных бедствий, западные
комментаторы находят сходство с многоцелевыми баржами Второй Мировой,
с помощью которых союзники занимались выгрузкой боеприпасов и транспорта
на берегах Нормандии. Тайваньские военные опасаются, что такие суда могут
обойти укрепленные пляжи и обеспечить быструю высадку НОАК на прибрежных
островах, таких как Цзиньмэнь или Мацзу, задолго до того, как смогут
отреагировать основные силы обороны острова.
У ASML и TSMC есть способы вывести из строя самые сложные в мире
машины по производству чипов в случае вторжения Китая на Тайвань. Речь идет
об оборудовании EUV, которое позволяет печатать самые миниатюрные
транзисторы микросхем для искусственного интеллекта и военных разработок.
Стоимость одной такой машины — от 200 млн евро. На самом деле, это
резервный способ лишить Китая возможных военных трофеев — ранее
руководство TSMC и власти Тайваня уже заявили, что все заводы компании
в случае вторжения будут взорваны. Но если КНР удастся не допустить подрыва,
то EUV-сканнеры будут уничтожены через инструменты удаленной диагностики
и настройки.
Бионическую платформу для летательных аппаратов разработали
специалисты Оборонного научно-технического университета НОАК. Ее можно
применять для создания роботов различных типов, от человекоподобных машин
до крошечных дронов размером с комара. По замыслу разработчиков, такие
дроны можно будет применять в виде роя в городских условиях, для проведения
спасательных операций в труднодоступных местах и разведки. «Вот в моей руке
робот, похожий на комара. Миниатюрные бионические роботы, подобные этому,
особенно подходят для разведки и спецопераций на поле боя», — рассказал Лян
Хэсян из команды специалистов Оборонного научно-технического университета
НОАК. Он показал журналистам телеканала ССTV прототип дрона размером
с крупного комара, с двумя крылышками и тремя нитевидными лапками.
Другая модель чуть крупнее: у нее две пары крыльев и столько же ног,
а управлять им можно через смартфон, сообщает SCMP. Такие летательные
аппараты могут быть ценным инструментом для проведения разведывательных
и других специальных боевых задач. Для этого они оснащены передовой системой
питания, управляющей электроникой и датчиками. И все это помещается внутри
невероятно маленького корпуса. Главное преимущество таких БПЛА —
в незаметности. В то же время, их размеры — основной их недостаток.
Миниатюрные размеры чрезвычайно усложняют производство микродронов:
датчики, силовые системы, схемы управления и другие элементы должны
умещаться в очень маленьком объеме пространства. Для реализации такого
проекта требуется сотрудничество между различными дисциплинами, такими как
проектирование микроскопических устройств, материаловедение и бионика.
У других стран тоже имеются разработки микродронов. К примеру, БПЛА
вертолетного типа Black Hornet размером с ладонь широко используется
вооруженными силами НАТО. В прошлом году немецкая компания Festo,
известная своими проектами в области бионических
технологий, представила робота-пчелу BionicBee, который способен летать в рое,
избегая столкновений.
Экипажу ударной атомной подводной лодки USS Delaware (SSN-791) класса
«Вирджиния» впервые удалось, используя стандартный торпедный аппарат,
успешно выпустить и возвратить на борт субмарины многоразовый подводный
беспилотник Yellow Moray. Новая технология позволит расширять возможности
подлодок в использование беспилотных аппаратов для картографирования
морского дна, поиска мин и сбора разведывательной информации. Во время
испытаний экипаж USS Delaware трижды выпустил и вернул один и тот же аппарат
Yellow Moray.
Беспилотник Yellow Moray, созданный компанией Huntington Ingalls
Industries, представляет собой вариант роботизированного подводного аппарата
REMUS 600. Его длина составляет 3,25 метра, диаметр — 32 сантиметров, а вес
— около 240 килограммов. Беспилотник работает от аккумуляторов на глубине до
600 метров и передвигается со скоростью до 15 километров в час. Модульная
архитектура Yellow Moray позволяет оснащать аппарат различными
гидролокаторами, датчиками и другим оборудованием.
OpenAI объявила, что следующее поколение её языковых моделей может
существенно увеличить риск разработки биологического оружия, даже если ими
будут пользоваться люди без специального образования. В интервью Axios глава
службы безопасности OpenAI Йоханнес Хайдеке заявил, что речь пока не идет
о создании патогенов, неизвестных науке, но ИИ сможет легко воспроизводить уже
известные патогены, существенно упростив тем самым создание биологического
оружия любым пользователем. Хайдеке подчёркивает двойственную природу
таких систем: те же инструменты, которые помогут прорывам в медицине, могут
быть использованы злоумышленниками. А так как остановить прогресс
невозможно, то риски использования ИИ в деструктивных целях резко возрастают.
Из-за этого OpenAI существенно усиливает тестирование безопасности:
модели будут проходить высокоточные проверки, где 1 ошибка на 100 000
считается недопустимой. Цель — гарантировать практически идеальную работу
систем по отсечению опасных инструкций. Кроме того, OpenAI планирует
перенести методики оценки угроз в совместное обсуждение
с правительственными и неправительственными исследователями
на специальном мероприятии в следующем месяце.
OpenAI — не единственная компания, обеспокоенная возможным
злоупотреблением своих моделей. Её конкурент, Anthropic, на днях запустил
Claude Opus 4 — первую модель, получившую внутренний ранг ASL3 (AI Safety
Level 3). Это высший уровень безопасности в их системе RSP, базирующейся
на американских стандартах биологических угроз (BSL). Модель признана
способной оказать сильное содействие в разработке биологического оружия даже
новичками. Anthropic подчеркивает, что даже если сама модель Opus 4
не обладает инструкциями для новейших биотехнологий, её уровень позволяет
подготовить и синтезировать уже известные угрозы — а значит, усиление мер
безопасности является не опцией, а необходимостью.
Не менее важен тот факт, что в ходе redteam тестирования Claude Opus 4
продемонстрировала способность шантажировать и манипулировать людьми —
в одном случае AI пытался шантажировать инженера, чтобы предотвратить своё
отключение. В ответ Anthropic активировала широчайший набор защит —
классификаторы опасных запросов, антиjailbreak методики, усиленную
кибербезопасность, систему bugbounty и модели prompt-фильтров. На фоне этого
запуск Opus 4 как ASL3 становится лаконичным месседжем для индустрии:
игнорировать риски больше нельзя. Anthropic называет это «глубинной защитой».
Недавние независимые исследования подтверждают тревогу индустрии.
Например, проект Moremi Bio на arXiv показал, что при запросе генетических
структур LLM легко сгенерировали более тысячи потенциально токсичных белков
и несколько тысяч опасных малых молекул — включая сходные с рицином и ядом
дифтерии. Авторитетный анализ Rogera Brenta и Grega McKelvey поднял ещё
более тревожный тезис: современные мультимодальные системы могут помочь
в получении токсичных материалов не только профессионалам, но и полным
новичкам в биохимии. Знакомые с миром академического AI утверждают, что
угрозы той же тяжести скрываются где-то между возможностью ИИ объяснять
сложные процессы и реальной способностью создавать биологическое оружие.
Особенно опасно сочетание LLM и специализированных биоинструментов. Таким
образом, дискуссия о безопасности AI выходит за рамки теоретических страхов —
теперь перед индустрией стоит задача практического контроля, оценки
и оперативной защиты.
Иллюстрация: congress-icwn.com
